沥青路面裂缝及预防

第一篇：沥青路面裂缝及预防

沥青路面裂缝及其预防措施

摘要：综述沥青路面裂缝类型，产生裂缝的原因及其防治措施。提出合理设计、选材得当、精心施工、及时养护和维修是提高沥青混凝土路面使用性能，减少路面裂缝的根本保证。

关键词：沥青混凝土路面 裂缝 防治措施

1 常见裂缝类型及成因

1.1 表面龟裂、网裂

龟裂是指缝宽3mm以上，且多数缝距在10cm以内，面积为1 m。以上的块状不规则裂缝。网裂是指缝宽1 mm以上，缝距在40 cm以下，面积为1 m。以上的网状裂缝。表面龟裂、网裂的产生，通常是由于路面整体强度不足，基层局部软化、稳定性不良等原因引起的。因超荷载使用，养护不及时，造成沥青面层老化变脆，也会发展成网状裂缝。

1.2 纵向裂缝

产生纵向裂缝的原因大致有两种情况，一种是由于路基施工时压实度不均匀，在使用过程中，路面产生了不均匀沉降而引起，常见于半填半挖路段或为赶工期而快速施工的道路;另一种是在沥青面层施工中，用沥青摊铺机分幅摊铺时，两幅接茬未处理好，在行车荷载作用下，也易形成纵向裂缝。另外，急刹车产生的车辙边缘往往也会有纵向裂缝。

1.3 横向裂缝

横向裂缝可分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝。

产生荷载型裂缝的主要原因是：

(1)路面结构设计不当，未充分考虑到各种不利的综合因素，加上施工质量低劣而影响沥青面层的正常使用寿命，或由于开放交通后，反复受到严重超载车辆的荷载作用，致使沥青面层或半刚性三渣基层内产生的拉应力超过其疲劳强度而产生裂缝。

(2)横断面设计失误或施工时质量控制不当，造成路拱度不足，形成雨天不能及时排除路面积水的隐患，当高速运转的车轮接触路面积水的瞬间，巨大的压力迫使受压水将压力迅速传递到路面，造成沥青路面因强度不足而产生裂缝。

非荷载型裂缝是横向裂缝的主要表现形式，它的产生主要有两种情况：

(1)沥青面层温度收缩性裂缝;

(2)基层反射性裂缝。

2 裂缝的危害

裂缝的出现会使路面开裂，破坏道路结构的完整性;同时还会带来其他类型的路面损坏。如：在行车荷载的作用下形成啃边、坑槽;水分通过裂缝渗入，会降低路面结构的强度，与交通荷载、气候共同作用，会导致剥落、松散、唧泥、坑槽，产生新的裂缝和使原有裂缝更加严重，甚至导致基层或路基产生冻胀、翻浆等，严重影响路面的使用寿命和结构的稳定性。裂缝的出现会使车辆通过时产生跳车，造成行车不舒适，影响车速;同时会对司机和乘客心理造成压力，影响道路的使用信誉等。对罩面层最直接的危害就是产生反射裂缝，影响罩面层的效果。

3 产生裂缝的原因分析

3.1 沥青混合料

沥青混合料的性质是个重要影响因子。

(1)沥青：一方面沥青混合料低温劲度指标是决定是否开裂的根本因素，沥青劲度又决定沥青混合料劲度的关键。沥青老化越严重，劲度越大，裂缝就越容易出现;另一方面沥青的温度敏感性也对裂缝的产生造成直接的影响，温度敏感性大的沥青易开裂。通常，沥青的含蜡量越高，其拉伸应变就越小，沥青的脆性越大，温度敏感性也越大，温度稍有变化，就容易产生裂缝。

(2)碎石级配：骨料组成级配也与开裂有一定关系，一般情况下，沥青含量偏低、石粉石屑含量偏高易产生裂缝。

3.2 基层

半刚性基层(粉煤灰三渣)较之级配碎石、沥青稳定碎石等柔性基层，热容量小，与沥青表面层的附着粘结性能差，尤其是本身收缩的附加影响，使面层的横向裂缝要多一些。特别是由于现在的城市道路大多不按定额工期进行施工，施工周期缩短，有相当部分的三渣基层养生不足，直接造成摊铺不久后就产生了裂缝，这些裂缝在荷载和温度的作用下，由基层逐渐反射到表面，引发沥青面层产生裂缝。

3.3 路面面层厚度

沥青面层厚度增加，裂缝就减少。这是指用同一种沥青混合料时，厚度大的比薄的裂缝率要小。但采用质量好的沥青即使铺筑较薄的路面其横向裂缝也可能少于沥青质量差但厚度大的路面。

3.4 施工因素

优化施工方案，进一步提高施工技术，确保优质的施工质量，特别是采取必要的措施，确保各结构层的压实度达到规范要求，提高基层的稳定性和排水透水性，提高和完善面层接缝处理等，这些是保证不出现裂缝特别是纵向裂缝和表面龟裂、网裂的前提。

3.5 气候与交通条件

气温的升降是温度收缩性裂缝出现的先决条件，温差越大，就越容易形成裂缝;雨水入侵是直接导致裂缝的形成或加速原有裂缝的形成，甚至破坏路面。当然，不论何种裂缝，一旦产生，即使在正常行车荷载的作用下，都会加速路面破坏。

4 防治措施

4.1 合理设计

合理的路面结构设计是保持沥青路面具有良好使用性能的基础，也是避免出现早期裂缝的保证。

(1)采用半刚性基层与底基层：半刚性基层具有较高的强度和较高的承载模量，可有效避免沥青路面荷载性裂缝的产生。施工时最好在合适位置预先留出有规则的微小裂缝，引导化解回弹应力，以防止基层裂缝反射到沥青面层，造成面层的裂缝;为了使半刚性基层保持良好的工作状态，还应注意土路基对基层的作用，因为土路基的承载模量对减少基层底面的拉应力和拉应变有很大影响。

(2)合理确定路面厚度：作为柔性路面，应根据其道路等级、交通量、自然地基地质情况、道路基层情况和施工季节等综合因素，独立计算其设计厚度。作为旧水泥路面的改造，沥青面层厚度的确定主要应考虑结构强度因素;与非结构强度因素有关的加罩层厚度的确定，主要应考虑道路沿线高程的控制、沥青面层的最小摊铺厚度要求、加罩层与原路面板块的结构性能等问题。

(3)重视沥青混合料的级配设计：采用优质含蜡量低的进口沥青密级配沥青混合料，以提高沥青混合料的抗裂缝性能。

(4)采取有效措施吸收应力：在路面结构层中设置各种类型的应力吸收层和设置某些土工织物，以消除应力集中，降低裂缝产生的几率。

(5)使用粘层油：粘层油是指在封层之问或具有裂缝的路面层之间的涂刷层，它能有效地祛除反射裂缝，在半刚性基层和需改建的旧水泥混凝土路面上摊铺时必须使用。

(6)设置独立隔水层：它设置在面层与半刚性基层之间，以减少路面水下渗。

4.2 选材得当

使用温度和干燥收缩较低的基层材料;选择抗裂性好的材料做基层;使用抗裂性好的沥青;选择级配合适的骨料。无论什么骨料，为使沥青与骨料产生很好的吸附作用，应使用抗剥落剂，以延缓因荷载和温度的反复作用使沥青剥落而产生的水毁现象;严格控制骨料的酸碱度，限制碱性骨料的使用。

4.3 精心施工

精心施工以确保施工质量的优良，方案合理以确保摊铺质量、碾压强度，减少由于混合料表面温度降低影响温度均匀性而生的离析和表面毛细裂缝;基层、底基层养护及时合理，养生期应满足正常工期要求，切勿为抢工期而提前铺筑面层，造成基层损坏而导致面层产生反射裂缝;加强运料车的保温作用，保证适宜的摊铺、碾压温度，及时摊铺，保证供料和施工的连续性，以避免面层产生施工表面裂缝;做好施工接缝的连接。另外，三渣基层的表面平整度也是关键的因素，基层越平整，沥青混凝土摊铺厚度就越均匀，产生表面裂缝的几率也会大大降低。

4.4 加强养护和维修

完善路基、路面的排水设施，保证路面排水顺畅，避免基层与面层之间形成蓄水槽，可有效防止面层裂缝的产生。

5 结束语

综上所述，合理设计、选材得当、精心施工、及时养护和维修是提高沥青混凝土路面使用性能、减少沥青混凝土路面裂缝产生的根本保证。

第二篇：市政道路沥青路面裂缝原因和预防措施探讨

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市政道路沥青路面裂缝原因和预防措施探讨

市政道路沥青路面裂缝原因和预防措施探讨

摘要：本文介绍了市政道路沥青路面裂缝常见的形式及产生裂缝的原因，并提出了相应的预防措施和治理方法，以便有效地防治沥青路面裂缝的产生，保证路面的使用寿命。

关键词：市政道路;沥青路面;裂缝治理;措施;方法

中图分类号：U416.217文献标识码： A 文章编号：

1前言

城市道路的畅通平整是城市硬环境建设的基础指标。随着我国当前城市化进程的不断加速，以市政道路为基本骨架的交通基础设施建设规模也不断扩大。在市政道路建设中，半刚性基层沥青砼路面由于具备平整、无接缝、施工期短、养护维修简便、耐磨等优点，成为当前市政道路路面结构的首选，在各等级道路建设中均得到广泛应用。但由于包括沥青材质、技术以及施工等诸多因素的影响，沥青砼路面在通车一段时间后所出现的病害相较于高速公路更加严重。譬如：纵、横向裂缝，泛油，交叉道口行车道沉陷，坑槽等均属沥青路面的常见病害。这些病害都直接影响到了行车速度、行车安全，对于沥青路面使用寿命及道路投资效益也都会产生明显的负面效应。因此，针对沥青砼路面裂缝的预防处治研究，对于延长道路使用周期、保障道路投资效益是有着现实意义的。

2 沥青路面裂缝的主要类型与表现

从沥青砼路面裂缝的成因分析看，裂缝大体可分为三种类型，即荷载型裂缝、非荷载型裂缝与沉降裂缝。荷载型裂缝即指行车荷载作用下，由于路面半刚性基层底部强于材料的抗拉强度所引发的结构性破坏裂缝;非荷载型裂缝则主要表现为温度裂缝，包括因沥青面层温度变化产生的低温收缩裂缝与温度疲劳裂缝;沉降裂缝则主要包括由地基沉陷或填土固结沉陷引发的路段纵缝、桥涵两端的横向裂缝。总体而言，前二者在道路裂缝病害中表现得尤为突出，并分别以横向、

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纵向、反射裂缝及网裂等形式表现出来。换言之，即行车荷载作用与沥青面层温度变化是沥青砼路面裂缝的主要成因。

3 沥青路面裂缝的原因

3.1 设计原因

(1)路面结构设计不合理或厚度不足，路基路面强度无法满足行车要求，在强荷载作用下结构受损产生裂缝。

(2)地下管线或构筑物埋深不足，导致基层结构不完整或回填土压实不平都会引起沥青路面的横向裂缝。

(3)沥青标号选用不合理，沥青路面中的沥青胶结料温度敏感性强，其低温性能不能满足工程项目地区温度变化所产生的温度应力的要求。

3.2 材料因素

一是沥青品质，目前市政道路大多采用收缩性较小的半刚性基层，沥青路面裂缝以温度收缩裂缝形式为主，沥青品质也就成为沥青路面裂缝的首要内因，其中包括如沥青油源、低温延性、劲度、含腊量以及抗老化性能等都属于沥青品质。二是沥青混合料组成，不同组成结构的混合料性质也有所差别，诸如沥青用量、集料级配、矿粉细度及配合比等都会影响到沥青混合料的抗裂性能，其中沥青劲度与混合料低温劲度都是决定沥青路面开裂与否的关键。三是基层材料类型与性质，传统市政道路基层材料多使用石灰土基层作为主要承重结构，但其显然无法满足城市交通载荷发展的要求，由基层破损逐步发展至路面破损。此外，半刚性基层材料的不同选择也会因其收缩性的差异影响到面层裂缝率的大小。

3.3 施工原因

(1)路基填土压实度不够，路基产生不均匀沉陷，接缝处压实达不到要求，在荷载作用下宜形成裂缝。

(2)路基或基层强度达不到要求，路基局部产生下沉使路面拉裂。

(3)纵向沟槽回填土压实质量差，致使路面沉陷。

(4)半刚性基层的干燥收缩、低温收缩，如果收缩应力大于当时

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基层的极限抗拉强度时，就会产生收缩裂缝。

(5)半刚性基层养生不够或养生结束后没有洒铺封层或透层油，暴晒时间太长都会产生裂缝。

(6)如果基层混合料离析造成细粒料上浮，形成强度较弱的薄层，在行车荷载作用下，就宜产生龟状裂缝。

(7)沥青混合料摊铺时间过长，其表面温度低，内部较热时用重型压路机碾压易使路面表层切断，出现裂缝。

(8)施工缝处理不当、接槎处碾压不正确，常常在接槎处造成开裂。

(9) 路机加速或减速过猛，转向时速度 决易产生路面横纹。

3.4 载荷因素

超载严重历来是市政道路病害包括裂缝产生的重要原因。这主要是由于超载车辆累计轴次增大，引起设计弯沉值减少;超载与车辆的振动冲击作用会对路面产生一次性破坏作用;超载车辆在刹车、上下坡时造成对沥青面层的剪切破坏;超载还会因超出路面基层的设计抗拉强度使底层提前产生拉裂。

3.5 环境原因

(1)冬季施工或施工温度低于要求温度时，沥青面层施工质量很难保证，易形成裂缝。

(2)新老路面交界处沉降不一，可形成裂缝。

(3)在旧路面上加铺沥青面层时，原路面上已有的裂缝包括水泥混凝土路面的接缝易反射到面层形成裂缝。

(4)由于行车荷载远远超出设计要求，路基路面抗拉强度不足，使其产生拉裂。

4路面设计中裂缝的预防处治措施

第一，路面厚度须具体联系市政道路施工对象加以确定如旧水泥砼路面改造，其沥青混凝土罩面层厚度主要取决于结构强度因素，加罩层厚度则须对混凝土最小摊铺厚度、工程费用控制及沿线高程控制做综合的考量。而新建柔性路面则应联系道路等级、地基地质、施工季节和交通量等诸多因素测算设计厚度。此外，在路面设计中，应对城区远景交通量作充分的估测，就超载车辆比例适当提升路面结构层

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标准。第二，沥青混凝土级配设计。目前高等级道路所采用的较粗级配具有较强的抗滑抗车辙能力，但同时由于其空隙率偏大、传荷能力较弱，耐疲劳能力也相应下降。因此，在市政道路设计中应综合考量其使用性能，依据设计厚度选择恰当的混合料类型。首先，在沥青品质上应要求含蜡量低、施工抗老化性能及高低温性能较佳，改性沥青与沥青玛蹄脂碎石(SMA)混合料是可优先考虑的选择，尤其是问断级配、密实型的SMA混合料，它具有良好的抗车辙性能与低温抗裂性能，是近年来沥青路面防裂设计中选用较多的新技术。其次，混合料配合比设计应严格控制级配组成，对其中的空隙率与稳定度要适当调整，沥青用量也要控制于马歇尔试验最佳用量±0.5%的范围内。第三，沥青路面结构。除加强市政道路沥青路面防水设计外，在保证一定厚度的前提下，选用水稳性好、材料强度较高的基层与底基层结构。经检验证明，厚度超过150mlTl的沥青面层或强度、弹性模量较大的材料对于降低车辆荷载剪应力与反射裂缝扩展均有明显效果。

5 施工预防裂缝的措施

(1)路面结构设计时，应充分做好交通量调查和预测工作，使路面结构组合与总体强度能满足设计使用期限内交通荷载要求。

(2)地下管线或构筑物埋深不能小于50 cm，确保基层结构的完整性。

(3)根据沥青路面施工及验收规范要求，调查本地区气候条件，再结合道路等级选择性能优良的沥青产品，以减少或消除沥青面层温度收缩裂缝。

(4)沟槽回填土应分层填筑、压实，回填土的土质及含水率应符合要求，压实度达到标准，如土质不符合质量要求或压实有困难时，须用黄砂、砾石砂、级配碎石等材料作换填处理。

(5)桥涵两侧填土时，应充分压实或进行加固处理，新旧路交接处新路的基层厚度和材料须与旧路面一致或稍厚。土路基应密实、稳定。铺筑沥青面层前，旧路面侧壁应涂刷粘层沥青，新旧路面接缝宜用热烙铁熨密。

(6)在旧路面上加罩沥青路面结构层前，可先铣削原路面后再加罩，也可以铺设土工织物、玻纤网等后再加罩，可缓解反射裂缝的形

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成。

(7)原材料质量和混合料质量应严格按照沥青路面施工及验收规范的要求进行选定、拌制和施工。

(8)在半刚性基层施工时，要严格控制集料的含水量和压实度，碾压好后要及时养生，养生期满后及时铺筑面层。

(9)合理组织施工，摊铺作业时要连续进行，尽量减少冷接缝。如不可避免冷接缝，则一定要处理好，冷接缝处应先将已摊铺压实的摊铺带边缘切割整齐、清除碎料，然后用热混合料敷贴接缝处，使其预热软化，铲除敷贴料，对缝壁涂刷粘层沥青，再铺筑新混合料。

(10)充分压实横向接缝。碾压时压路机在已压实的横幅上，钢轮伸入新铺层15 cm，每压一遍向新铺层移动15～20cm,直到压路机全部在新铺层为止，再改为纵向碾压。

(11)尽量采用全路幅一次摊铺，如分幅摊铺时，前后幅应紧跟，避免前半幅混合料冷却后才摊铺后半幅，确保热接缝。

(12)分幅摊铺时，上、下层的施工纵缝应错开15 cm以上。松铺系数应根据试铺试压确定，使压实后的接缝结合紧密、平整。

(13)摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，不得随意变换速度或中途停顿，以减小沥青混合料的离析。摊铺速度宜控制在2～6m/min的范围内。

(14)根据情况配备足够数量的压路机，并根据沥青混合料铺完后的温度要求，严格控制初压、复压、终压时机，碾压速度要慢而均匀，并符合规范要求的压路机碾压速度，严禁压路机在未碾压成型的路段上转向、掉头、加水或停留。

(15)沥青混凝土路面接缝必须紧密、平顺。上、下层的纵缝应错开l50mm(热接缝)或400 mm(冷接缝)以上。相邻两幅及上、下层的横向接缝均应错位1 m以上。

6 原材料及管理措施

加强原材料的检验工作，对质最不符合要求的材料，绝不能使用。混合料的骨料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性能好的集料。如果骨料呈酸性则应添加一定数量的抗剥落剂或石灰粉，确保混合料的抗剥落性能，同寸应尽量降低骨料的含

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水量。混合料使用的矿粉要进行搭棚存放，做好防雨防潮措施。

7 结束语

市政工程沥青路面裂缝已成为沥肯路面的主要危害之一，在工程施工中根据其成因从设计、路基、基层施工、沥青而层施工到原材料控制，有针对性地采取一系列预防和改善措施，同时按全面质量管理的要求，建立健全有效的质量保证体系，对施工令过程、每道工序的质量进行严格的检查，控制，才能减少沥青路面裂缝的发生，从而提高沥青路面的建设质量，延长市政沥青路面使用寿命。

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第三篇：沥青路面产生裂缝的原因及控制措施

 裂缝主要形式及现象

公路沥青路面的开裂表现形式是多种多样的，主要有横向、纵向、网状和反射裂缝。

横向裂缝现象为：裂缝与路中心线基本垂直，缝宽不一，缝长有的贯穿整个路幅，有的贯穿部分路幅，裂缝弯弯曲曲、有枝有叉。横向裂缝中的唧浆导致裂缝两侧凹陷，桥头跳车处的路面横向裂缝，在路面积水的作用下加速跳车发展的速度，同时会对路基造成冲刷。

纵向裂缝现象为：裂缝走向基本与行车方向平行，裂缝长度和宽度不一。一般都发生在高填方的路基上。纵向裂缝容易形成沿行车方向呈台阶状，影响行车舒适性。

网状裂缝现象为：裂缝纵横交错，将面层分隔成若干多边形的小块，一般缝宽1mm以上，缝距40cm以下。网状裂缝导致公路沥青路面松散或坑槽，严重影响公路沥青路面的综合服务水平。

反射裂缝现象为：基层产生裂缝后，在温度和行车荷载作用下，裂缝将逐渐反射到沥青表面，路表面裂缝的位置形状与基层裂缝基本相似。对于半刚性基层以横向裂缝居多，对于柔性路面上加罩的沥青结构层，裂缝形式不一，主要取决于下卧层

 裂缝产生的原因分析

1. 引起公路沥青路面开裂的原因很多，大体可分为三大类: 1) 由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝。在车轮荷载的作用下，当路面结构层底部产生的拉应力大于其材料的抗拉强度时，产生的开裂称之荷载型裂缝。

2) 由于沥青面层温度变化而产生的温度裂缝，包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝，称之非荷载裂缝

3) 是经常出现在桥涵两端的横向裂缝，或在路段上出现较长的纵缝，主要是由填土固结沉陷或地基沉陷引起，称为沉降裂缝。

2. 尽管公路沥青路面开裂的原因和裂缝的形式是多种多样的，但其中的行车荷载作用、沥青面层温度变化是产生裂缝的主要原因。

2.1横向裂缝

⑴沥青面层的自身温缩开裂;

⑵半刚性基层特别是水泥稳定碎石的开裂反射到沥青面层;

⑶某些基层开挖沟槽埋设管线以及冰冻地区路基冻裂导致路面的横裂;

⑷面层施工时，施工缝未处理好，接缝不紧密，结合不良。

⑸桥梁、涵洞或通道两侧的填土产生固结或地基沉降等。

2.2 纵向裂缝

⑴填方材料和填方的不均匀性，以及填方密实度达不到设计要求。经过一段时间的自然沉降，特别是经过雨水浸泡后，路基强度有所下降，沿边坡部分路基承载力也下降，就会出现纵向裂缝。

⑵施工时，前后摊铺幅相接处的冷接缝未按有关规范要求认真处理，结合不紧密而脱开;

⑶纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷;

⑷拓宽路段的新老路面交界处土层处理不彻底，沉降不均匀引起纵向开裂;

⑸边坡值小于设计值，边坡压实不够和边沟过深使实际填土高度加大而滑坡等引起的纵向开裂。

2.3 网状裂缝

⑴路基局部压实度不足或基层材料局部松散不成板体，使路面的承载能力下降形成的裂缝;

⑵沥青与沥青混合料质量差。沥青延度低，抗裂性差。沥青混合料拌和时间过长，拌和温度过高或在储料仓仓储时间过长，使沥青变硬，对拉应变敏感而产生的裂缝;

⑶沥青层厚度不足，层间粘结差，水分渗入，形成的裂缝;

⑷行车荷载重复作用下引起的疲劳裂缝。

⑸外界原因如污染、腐蚀等造成的局部网裂

2.4 反射裂缝

⑴在已开裂的旧沥青、旧水泥混凝土路面层上加罩沥青面层，由于温度的变化(降低)，老路面的裂缝继续扩展，给也处于温度收缩的新沥青面层一个附加应力，使新铺层在旧裂缝处断开。

⑵半刚性基层温缩和干缩开裂引起的反射裂缝等。

 裂缝形成后对道路的危害

由于环境温度、交通荷载等因素的影响，沥青路面初期产生的裂缝对沥青路面使用性能常无明显影响，但由于半刚性基层自身干缩和温缩应变胀缩产生的拉应力超过半刚性基层自身的极限抗拉强度，使其从强度薄弱处产生断裂，随着路面使用时间的延长。已有的裂缝逐渐向上扩展到路表，横向裂缝不断增加。缝宽不断增大，横向裂缝再不断附生纵向裂缝，最终形成大小不等独立板块，在表面水的作用下，致使裂缝附近基层的含水量加大，甚至饱和。其结果是路面强度明显降低，在大量行车荷载反复作用下，产生冲刷、唧浆和沉陷等现象，聚终导致路面很快产生结构性破坏，使道路结构逐渐丧失承载能力。这些病害，如得不到及时治理，对社会车辆形成一种潜在的危害，也极大地缩短道路的服务寿命，给国家造成极大的经济损失。

 沥青路面裂缝的预防和处理措施

延缓和减轻半刚性基层沥青混凝土面层的荷载型裂缝和非荷载型裂缝，可采用两大类方法：一是在施工期间就采用相应的预防裂缝或处理措施;二是在维修养护时选用合适的加铺 层体系。通常在有条件时，为获得最佳效果，可综合运用这两类方法。

1.1提高路基工作区的强度和稳定性

路基是路面的基础，路基工作区又是路基经受行车荷载影响较大的深度区域，该深度区域具有足够的强度和整体稳定性对保证路面结构的强度和稳定性极为重要，否则将产生不均匀沉降使路面发生开裂。因此，必须采取有效措施处理好影响路基工作区的稳定性和强度的关键环节，最大限度地减小路基完工后沉降量。

(1)路基工作区的强度主要是在填筑过程中形成的。必须严格控制路基的填筑工艺，确保路基强度。填筑材料首选石、砾、砂类土，其次选用含砾、砂低液限粘土，再次选用低液限粘土。粉质土和有机土不能用于填筑路基。

(2)压实度是反映路基强度的重要指标，也是提高路基强度和稳定性的最经济、最有效的技术措施，施工中必须严格检测控制，使其达到规定值。填土层的厚度对压实度有直接的影响，施工中要插杆挂线，每层的松铺厚度不应大于30cm。检测压实度试坑要打到下一层顶面，凡是检测结果达不到规定值的要加压处理，或推除重填。

(3)降低地下水位是提高路基强度的重要措施。路面底以下80cm路床是路基的关键部位，它直接承受和吸收路面的扩散应力，要有足够的强度和稳定性。当开挖后发现底下渗水，不论流量大小都要处理。填方地段要采用较好的材料填筑，土质差的地段要进行换填处理，确保其强度和稳定性. 1.2基层应有合理厚度

当基层厚度增加时，其承载能力也迅速增加，试验证明，半刚性基层厚度由10cm增加

到25cm时，其承载力提高为原来的3倍。

1.3修筑防裂路面

研究表明，面层反射裂缝明显地受沥青面层厚度的影响，厚度超过15cm的面层可以有效的防止受拉疲劳所产生的裂缝，还可以降低车辆荷载引起的剪应力。

1.4选择防裂性能好的材料

(1)选用抗冲刷能力好，干缩、温缩系数小、抗拉能力高的半刚性材料作基层，最好使用温度膨胀系数低的骨料。

(2)选用松弛性能好的优质沥青做面层，保证沥青的针入度、延度等指标;在缺少优质沥青的情况下，应采用某些添加剂或聚合物，以提高沥青的低温抗裂性能及高温稳定性能。

(3)在稳定度满足要求的前提下，选用针入度较大的沥青作面层。

(4)采用密实型沥青混凝土面层。空隙率对面层的疲劳寿命有很大影响，密实型沥青混合料在使用中沥青硬化缓慢，同时也延缓了裂缝的扩展。

(5)沥青混合料的集料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性好的材料。如果集料呈酸性，则应填加一定数量的抗剥落剂或石灰粉，确保混合料的抗剥落性能，同时应尽量降低集料的含水量，尽可能使用人工砂代替原形颗粒的天然砂。

1.5设置应力吸收层

1.5.1在基层与面层之间铺橡胶沥青中间层、预制织物膜带条、土工织物或土工格栅中间层、低粘度沥青混凝土层等均匀应力吸收层。

1.5.2采用应力吸收薄膜，对减缓反射裂缝的产生与扩展有明显的效果，可使裂缝处相对位移产生的应力传到面层时大为减少，明显降低应力强度因子。而吸收薄膜的弹性模量越低，防裂效果越好。可见应力薄膜应选用低模量高韧性、大变形率的材料为好。

1.5.3用土工格栅加筋沥青路面的主要功能是控制车辙、反射裂缝和疲劳裂缝，不同类型的格栅性能显著不同。

1.5.4橡胶沥青吸收膜，是使用废橡胶磨细的粉与热沥青搅拌后，施于面层中间，形成一薄膜或与砂石成一薄层。有试验结果表明，此应力吸收层在面层中间效果最佳。

1.6施工时控制裂缝发生的措施

1.6.1在施工方面，控制半刚性基层碾压时的含水量为最佳含水量的0.9倍，压实度达到规范要求，碾压完成后要及时保湿养护，防止基层干晒，养护结束后，立即喷洒沥青乳液，做成透层或粘层，然后尽快铺沥青面层。

1.6.2制备沥青混合料时控制好加热时间和加热温度，不使沥青老化、加强碾压，使沥青混合料达到规定的压实度，也可减少反射裂缝。

1.6.3为了减少沥青面层由于半刚性基层的收缩裂缝而产生反射裂缝或对应裂缝，应尽可能采取有效措施来减少半刚性基层本身的收缩裂缝。

第四篇：公路沥青路面裂缝成因分析及防治措施

1、前言

我国公路数量多，分布地域广，里程长，其中沥青路面所占比重大，特别是对国民经济有着重大影响的高等级公路中尤以沥青路面为主要形式，而其中裂缝作为沥青路面常见病害之一，产生十分广泛。裂缝一旦产生，便会对路面产生一系列较大的危害，首先影响行车舒适性和路面美观，严重时甚至危及行车安全，其次水容易渗入路面甚至到达基层顶面，在行车荷载的反复作用下会产生冲刷作用和唧泥、唧浆现象使路面结构承载力下降，同时也会改变路面设计受力模式，加速路面整体破坏，降低路面使用性能，缩短路面使用寿命。由于裂缝具有产生普遍、危害性大的特点，因此有必要对裂缝的类型划分、产生机理、预防措施及修复措施进行研究，对预防沥青路面的早期破坏具有十分重要的意义。

2、沥青路面裂缝类型

按照我国《公路沥青路面养护技术规范》(JTJ 073.2-2001)中对于裂缝的划分，裂缝按照外观可划分为横向裂缝、纵向裂缝、龟裂以及不规则裂缝。除次之外还有其他的划分方法，如按成因可划分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝，按扩展过程又可分为又下而上的反射裂缝和又上又下的下延裂缝。本文以规范中按照外观的分法，进一补加以叙述。

2.1横向裂缝

横向裂缝一般与道路中线近于垂直，间伴少量支缝。最初多出现于道路的两侧，逐渐向路中央发展形成贯通整幅路面的裂缝。按照破坏的轻重程度可进一步划分为轻微和严重两类，轻微是指裂缝边缘无剥落或仅有轻微剥落，无支缝或仅有少量支缝，严重裂缝指边缘有中等或严重剥落，有较多支缝。

图1：由温度引起的路表等距离横裂 图2：由半刚性基层引起的反射裂缝

2.2纵向裂缝

纵向裂缝一般表现为与道路中线大致平行的长直裂缝，有时伴有少量支缝。由于路基不均匀沉降引起的纵缝，通常断断续续，绵延很长;由于施工搭接不良引起的纵缝，其形态特征是长且直;由结构承载力不足引起的纵缝多出现在靠近路基边坡一侧的路面边缘。按照破坏程度可进一步划分为轻微和严重两类，轻微裂缝边缘无剥落或仅有轻微剥落，无支缝或仅有少量支缝，严重裂缝边缘有中等或严重剥落，有较多支缝。

图3 伴随有支缝的纵向裂缝 图4 长且直的纵向裂缝

2.3龟裂

表现为相互交错的裂缝将路面分割成形似龟纹的多边形小块，随着行车荷载重复作用次数的增加，平行的纵缝之间出现了横向或斜向连接缝，形成了多边的锐角的网状裂缝。按照破坏程度可进一步划分为轻微、中等和严重三类。轻微指缝细，无散落，缝区无变形，块度20~50cm，中等指缝较宽，无或轻散落，或拌有轻度变形，块度≤20cm，严重指缝宽，散落重，变形明显，块度≤20cm。

图5 由于承载力不足引起的龟裂 图6 块度较小的龟裂

2.4不规则裂缝

一般表现为多条裂缝以不规定角度相互交叉，在行车荷载及自然条件作用下逐渐发展并相互连接贯通，一般块度较大。按照破坏程度可进一步划分为轻微和严重两类，轻微指缝细，不散落或轻微散落，块度大≥100cm，严重指缝宽，散落，裂块小，50~100cm。

图7 块度较大的不规则裂缝 图8 灌缝后的不规则裂缝

龟裂和不规则裂缝由于外形大多相似，有时也被并称为网裂，两者一个较明显的区别是在块度上不规则裂缝要稍大于龟裂，在路面破损批评价中由于所占权重不同，因此需要对详加区分，不可混淆。

3、沥青路面裂缝成因分析

3.1横向裂缝

一般的说横向裂缝的影响因素主要表现在以下三个方面： 材料方面：表现为材料本身的应力松弛性能 结构方面：连续板体对收缩变形的约束作用 环境方面：低温及降温速率

按照成因又可划分为温缩裂缝和半刚性路面的反射裂缝。

3.1.1温缩裂缝

温缩裂缝又可细分为一次性降温引起的低温开裂和温度反复作用引起的疲劳开裂。低温开裂是指低温时，沥青劲度模量增大，沥青变脆，沥青混凝土应力松弛不能适应温度应力的增长，温度下降产生的应力超过混凝土的极限抗拉强度而使沥青路面产生开裂，这种开裂一般首先出现在路表，是路表裂缝的一种，并随着温度应力的持续作用向面层下部扩展;其次气温骤降时，混合料劲度模量急剧增大，超过极限劲度而产生开裂，这种裂缝在南方炎热多雨地区常见，夏季路表气温高，由于暴雨骤降，使得沥青混凝土路面温度急剧降低，产生开裂。由于温度引起的疲劳开裂是指温度反复升降产生温度疲劳应力，使混合料抗拉极限变小，劲度模量增高，应力松弛性能下降而开裂，并随路面使用年限增多而增加。总的来说，温度裂缝在外观上多表现为路表等距离的横向裂缝，距离因路面不同从几米到几十米甚至一百米不等，这种裂缝一旦产生，当开裂距离小于路面宽度时便会继续在开裂路段内形成纵向的温缩裂缝，使路面进一步被破坏。

为什么温缩裂缝会首先出现在路表?因为路面结构具有厚度，在面层内便会形成温度剃度，当在无约束条件下时，路面便产生形变，如图9所示，但实际上由于基层对于面层的粘结和摩阻力作用，使实际上的受力模式为图10所示，这样，便会在面层顶部形成拉应力，同时又由于沥青路面是直接暴露在野外的工程构造物，面层材料直接接触紫外线、氧气、水分等的作用，老化最严重，加之行车荷载的剪切力作用，使的沥青路面的温缩裂缝最早产生于沥青路面表层。

图9：无约束条件下的面层受力模型 图10 在基层粘结及摩阻力作用下的受力模型

影响裂缝混合料的低温抗裂性能的因素主要可归结为以下几点： 低温针入度：适当增大可提高混合料的抗裂性能 低温感温比：及PI，一般来说PI=-1时的抗裂性能较好 低温模量：模量越低同样收缩下产生的应力越小 收缩系数：收缩系数越小，降温相等时产生的变形越小

配合比设计：采用连续的密级配设计并适当增大沥青用量可改善混合料的抗裂性能。

3.1.2反射裂缝

反射裂缝是半刚性基层沥青路面所比较普遍的一种裂缝形式，普遍认为这种裂缝不能避免，只能采取措施降低其危害，这里简单介绍其产生原因及过程。

众所周知，半刚性路面有着较高的路面承载力，较好的水稳定性，成板性高的特点，但也具有其不可避免的缺点就是会产生温缩和干缩裂缝，加之路面在车辆荷载作用下在基层产生的疲劳开裂，沥青路面底层便会在开裂处附近产生应力集中，此时在交通荷载作用下的主拉应力和温度变化引起的拉应力的综合作用下，使沥青面层在开裂处向上发展最终贯穿整个沥青路面。

图11 半刚性基层由温度和行车疲劳引起的反射裂缝

3.2纵向裂缝

产生纵向裂缝的原因有很多，归纳起来，主要可分为如下几个方面：

3.2.1压实不均匀

这种情况多见于新建公路，主要是由于填土未压实或两侧密实度不均匀，在行车荷载作用下形成不均匀沉陷并进一步发展成纵向裂缝。

3.2.2改扩建新旧路面衔接不当

改建公路中新、老路段衔接处理不当，造成不均匀沉陷或滑坡而形成裂缝。

3.2.3路基湿软、承载力不足

路基加固处理不当，路基边缘浸水，导致路基湿软、承载力不足，形成啃边，有时也会导致路面边缘的纵向裂缝。

3.2.4填挖结合或高填方路段

在高填方路段或填挖结合部，由于土基压实度不足或压实不均匀，容易产生纵向裂缝，一般多为断续。

3.2.5沥青质量原因

沥青作为沥青混合料的胶结材料，对混合料的抗裂性起着重要的作用。沥青本身延度偏小或者由于老化后沥青变脆，含蜡量偏高等原因，均会降低沥青混合料的抗裂性能。

3.3龟裂及不规则裂缝

一般来说，龟裂和不规则裂缝的产生原因大体相似，首先出现单条或多条平行的纵向裂缝，然后在裂缝间出现横向或斜向连接缝，随着车辆及其他原因的继续作用而相互交错，最终形成相互连接的网状。

产生龟裂及不规则裂缝的因素有很多，路面结构整体强度不足，沥青路面老

化，基层排水不良，低温作用，低温时沥青混合料变硬或变脆，基层和面层集料离析，压实不均匀等均会产生。

3.4 车辙裂缝

近年来，随着对于沥青路面裂缝研究的深入，使人们认识到了一些新的裂缝，车辙裂缝便是其中一种。

这是由日本的松野三郎教授在20世纪90年代首先提出的，受到了世界上的重视，并专门召开了国际会议。他的观点认为，这是一种在轮迹带的边缘与车辙同时发生的纵向裂缝，是表面裂缝的一种。它虽然也位于轮迹带，但却不是由于反复荷载引起的疲劳裂缝。在我国，城市道路的公共汽车站旁边最容易发现这种车辙推挤裂缝。见图

12、13。

图12 公交车站附近的车辙推挤裂缝 图13高速公路微表处车辙修复后的车辙裂缝

总的来说，产生沥青路面裂缝的原因有很多，对同一条裂缝的产生很大程度上并不是由某种单一的原因引起，而是由多种原因综合影响下逐渐产生并扩展的，如一条横向裂缝有不仅仅是由于半刚性基层反射引起的裂缝，同时还有可能受到温度下降影响。因此，在路面实际调查中应该充分分析各种可能的原因，全面综合考虑各种原因的影响，找出其中主要的原因并释以相应的处理对策，有的 放矢，才是上策。

4、沥青路面裂缝预防措施

沥青路面裂缝的预防措施归纳起来可分为以下四个方面：材料选择、道路结构设计、基层预开裂技术及加铺体系应用，以下分别加以说明。

4.1材料选择

沥青路面的开裂，根据开裂处材料的不同，可分为三种：沥青本身被拉开裂，沥青和石料接触面被拉开裂及石料被拉开裂。一般最常见的是前两种情况，因此在材料选择时，可选用劲度模量低，温度敏感性低的沥青，如SBS、SBR改性沥青;而沥青和石料接触面处被拉开裂多是由于沥青与石料粘附性不好而产生，因此可选择表面粗糙，与沥青粘附性好的石料，避免使用酸性石料，有条件时应该选择添加抗剥落剂改善粘附性。

4.2道路结构设计

4.2.1增加沥青面层厚度

增加沥青层厚度可有效降低半刚性沥青路面的反射裂缝，但对于由于温度引起的低温开裂所起的作用十分有限。同时由于加厚沥青面层厚度可大幅度增加建设投资，其经济性值得考虑。

4.2.2采用柔性基层

因为柔性基层具有很强的柔性和变形能力，同时可起到应力消散作用，可以有效地减少路面结构的应力集中现象，因此可有效降低半刚性基层的开裂和温缩裂缝的综合作用。同时，国内有许多的学者已经开始研究柔性基层和半刚性基层的优化组合技术，将是更为有效的预防反射裂缝的措施。

4.2.3设置级配碎石过渡层

这是在面层和基层之间增加一层由级配碎石构成的过渡层，将原半刚性基层下放成为底基层，而级配碎石层则成为上基层。南非是使用级配碎石层比较多的国家，法国也与1988年相应提出“倒装结构”，均对缓解反射裂缝有着明显的作用。

4.2.4应力吸收层

应力吸收层是指在基层与面层之间设置薄层封层，起到吸收尖端应力，延缓开裂的目的。国内外研究主要集中在低弹性模量、高韧性的材料开发上。目前常用的有稀浆封层、碎石封层、同步碎石封层、橡胶沥青封层、纤维封层等。

4.2.5加铺土工织物或格栅

土工织物包括包括聚丙烯或聚醋织物和聚乙烯、聚丙烯或聚醋无纺织物，厚度不超过几个毫米。无纺织物夹层的主要作用与应力吸收薄膜相似。而织物由于模量稍高，可对加铺层起少量加筋作用。格栅包括聚丙烯或聚醋土土格栅、玻璃格栅和金属格栅。其中比较常用的是玻璃格栅，它是以高温强度玻璃纤维为原料的一种新型加筋材料，具有较大的抗拉强度及弹性模量，较低的延伸率和很高的熔点，应用于沥青面层中可以起到以下的作用：

①提高抗变形能力 ②延缓疲劳开裂及其扩展

③作为应力消散层，可以防止反射裂缝。

但其铺装时的变形受温度变化的影响波动较大，对施工的要求比较高。而且由于它很薄，并不具备增强结构和改善排水等功能。

总的研究结果表明加铺土工织物的防裂效果有好有坏，但是它对于垂直差动位移和水平位移较大(温缩严重)的情况效果不大，此外其防裂效果可能较短暂。

4.2.6配合比设计

沥青作为沥青混凝土路面的主要胶结材料，对抗裂起着重要作用，采用密级配并适当增加沥青用量的方法可减缓裂缝的产生。但这样做同时会降低路面抗高温变形能力，因此必须考虑混合料的高、低温性能，综合设计。

4.3基层预开裂技术

基层预开裂技术包括基层预锯缝和基层预破碎。

4.3.1基层预开裂 基层预开裂是指在半刚性基层上按一定间距一定深度设置预锯缝，缝内灌注沥青等粘结材料，其上加铺土工织物或格栅，再在其上铺筑沥青面层。起作用机理是通过锯缝改善基层约束条件，从一定程度上释放温度应力来达到防裂的目的，土工布即起到防渗作用，又缓解应力集中，从而延缓或消除反射裂缝的产生。德国规范中明确规定，面层厚度小于或等于14cm，基层抗压强度不大于12Mp，必须预切缝;前苏联也建议为减缓反射裂缝，在基层上每隔8~12m作一假缝，深6~8cm，缝宽10~12cm，我国也有部分地区进行过尝试，其切缝间隔、深度、缝宽等应按照具体的基层强度、面层特点、气候类型、交通量等实际具体条件确定。

4.3.2基层预破碎

基层预破碎是指将旧水泥混凝土路面破碎成50㎜～150㎜的小块，然后在这些相互嵌挤的水泥碎块构筑成的柔性基层材料上摊铺热拌沥青混合料(HMA)罩面。这是一种针对旧水泥混凝土路面改造时预防反射裂缝的技术。美国数十个州采用这项技术。实践证明：采用这项技术(简称R+HMA)修筑的路面，均未见反射裂缝，也不存在车辙问题，而且路面平坦。如图

14、15为预破碎所用机械所示

图14 图15

4.4 加铺层体系的应用

加铺层体系是铺设在下卧层路面结构层之上的沥青加铺层、夹层体系和整平

层的综合体系。是应用在旧路加铺时的一种整体预防裂缝的系统。根据旧路面结构质量、荷载条件和选择的修复方案，可以省去一个或多个部分。如图16

图16 路面加铺层体系示意图

4.4.1调平层

调平层是铺筑在不平整的旧道路表面上、平均厚度为几厘米的沥青材料层，为铺筑夹层材料提供提供一平整表面通常又骨料最大粒径为7mm的密实型沥青混合料组成。

4.4.2夹层系统

夹层系统是由一层夹层材料组成，根据夹层材料的类型，采用特殊的锚固方法或固定在下卧层。夹层材料常见的有沥青碎石、应力吸收层薄膜夹层(SAMIS)、无纺土工布、格栅，此外常用的还有沥青砂和钢筋网等。其固定方法如表1

锚固方法 沥青碎石或沥青砂 应力吸收薄膜 无纺土工布 格栅 钢筋网 三维钢筋蜂窝网格 复合型材料

★

(无纺土工布+格栅)

★

粘层油 ★

★

透层油

★

水泥浆封层

★

锚钉

★ ★ ★

自粘方式

★

★

表1不同类型夹层材料及其相应的固定方法

夹层系统在道路结构中的作用取决于夹层体系的类型，其作用有：

(1) 在裂缝附近承受很大的局部应力，因而减少了裂缝尖端上方沥青加铺层内的应力。此时，夹层材料起加筋作用。 (2) 形成能产生水平变形而不破坏的柔性层，允许裂缝附近可以产生较大位移，即抵抗高应变的柔性材料，并控制剥落。

(3) 具有防水功能，即使在路表再次出现裂缝后，仍能保持道路结构的防水性。 不同类型夹层体系的作用如表2：

抵抗应变的柔性材料，

作用

加筋

并控制剥落

防水 沥青碎石或沥青砂 应力吸收薄膜 浸渍沥青的无纺土工布

格栅 钢筋网 三维钢筋蜂窝网格

复合型材料(无纺土工布+格栅)

★/★★(*)

★★ ★★ ★/★★(*)

★ ★★ ★★

★(***)

★★

★ ★★ ★★ ★(**) ★(**)

★★

注：★：有效，★★：高效;

(*)：加筋作用取决于夹层材料类型和温度条件;

(**)：仅仅适用于格栅或钢筋网嵌入水泥浆封层内或使用表面处治的情况; (***)：仅仅适用于带弹性粘结料的钢筋网嵌入水泥浆封层内的情况。

表2：夹层体系的作用

在任何情况下，为保证扩散交通荷载作用于整个路面结构产生的应力，应将夹层体系与下层和沥青加铺层完全粘结。若层间粘结不好，可能导致路面结构疲劳的快速发展或出现次裂缝。如果防水性得不到保证，可以再附加一层防水层。

4.4.3加铺层

加铺层是铺筑在夹层系统之上的各种结构的沥青面层。除夹层体系外，沥青加铺层厚度和材料配合比设计在加铺层体系防止路面开裂中起了重要作用。

增加沥青加铺层的厚度可以有效地延迟路表出现裂缝的时间，因为较厚的加铺层在初始阶段可以减少原裂缝处因交通荷载引起的应力。国际上通用的结论是需要将沥青面层增加至15-25cm。增加加铺层厚度，一方面可以减少旧面层的温度变化，并降低加铺层的拉应力，另一方面可以增加路面结构的弯曲刚度，降低接缝处的弯沉差，减少加铺层的剪切应力。同时，可以延长其疲劳断裂寿命。

沥青材料的抗裂能力主要取决于骨料特性、沥青剂量和粘结特性。骨料通过其膨胀系数(对温度变化的敏感性)和粘结剂的结合质量(粘结性)起作用。然而，粘结性在材料抗裂中起主导作用。但是为保证抗车辙和抗滑能力，必须有限制地选择粘结剂，现在常用的有聚合物改性沥青、回收的粉末橡胶改性沥青和纤维。

5沥青路面裂缝修复措施

5.1工艺选择

路面裂缝一旦形成，就必须采取相应的措施进行修复，修复时间越早，对路面的硬性越小，效果也越好。工艺选择可参考表3。

裂缝边缘破坏的平均严重程度(占裂缝总长的%)

裂缝密度

低(0～25)

低 中 高

无需处治 裂缝处治 路面表面处治施工

中等(25～50)

裂缝处治 裂缝处治 路面表面处治施工

严重(50～100)

裂缝修补 裂缝修补 路面大修

表3 裂缝修复工艺选择推荐放法 5.1.1表面处治工艺

表面处治工艺 主要是指同步碎石封层、微表处等表面封层，适用于裂缝边缘破坏轻微、密度高的情况，他不仅仅能起到封堵裂缝的目的，而且还能够改善路面抗滑性能，恢复路面平整度和路容路貌，有着较高的施工速率，减小对道路正常交通的影响。如图

17、18所示

图17 高密度裂缝应实施表面处治 图18 应深度修补裂缝路面

5.1.2修补

修补是针对边缘破坏严重但密度低的裂缝进行的修复措施，一般采用部分深度挖补或深挖补，这类裂缝一般边缘破坏严重，松散、掉粒较多，所以不能采宜采用表面处置的方式进行。一般采用开槽或切槽的方式，先清扫缝壁，必要时加放垫条后对进行填缝处理，如图19所示

图19

5.1.3封缝、填缝

封缝和填封适用于边缘破坏轻微、密度中的裂缝，是常见的裂缝处理方法。其适用情况如图20、21所示

[img]http:///upfile/20104/29/2010429134641732.jpg[/img]

图20应实施封缝的横向裂缝路面 图21应实施填缝的纵向裂缝路面

封缝和填缝的区别在于封缝(Crack Sealing)是将专门的材料填封于活动裂缝(Working Crack)之中或之上，形成一定形状的封口，以防止水和其它杂物进入裂缝的处治工艺。

填缝(Crack filling)是将专门的材料填入非活动裂缝(nonworking crack)内，籍以有效地减少水的渗入和增加裂缝两侧路面的强度。活动裂缝是指横向和或垂直移动量大于2.5㎜的裂缝，非活动裂缝是指上述移动量小于2.5㎜的裂缝。其使用标准如表3

裂缝处治方法

裂缝特性

封缝

宽度(in) ①

填缝 0.2～1.0

中等程度至无破损(<裂缝长度的50%)

<0.1

纵向反射裂缝 纵向对接缝裂缝 纵向边缘裂缝

相隔距离较远的多处网状裂缝

0.2～0.75 不大或无破损(<裂缝长度的25%) 边缘破损程度(如剥落，二次开裂)

年横向位移量(in)

≥0.1 横向温度裂缝 横向反射裂缝

裂缝类型

纵向反射裂缝 纵向对接缝裂缝

表3封缝和填缝的推荐标准

在封缝和填封时，还应考虑到其结构的选择，如表4所示

考虑因素 作业的类型和地区

北方省市必须切缝或最好切缝。

封口高出于路面的构形承受磨损，而且裂缝的边缘直接承受很高拉应力，导致填封结构内部破交通

坏。

边缘损坏大于裂缝总长的10%时，应采用封口高出于路面的结构，因为这类构形只要一遍施工裂缝特性

便可同时填缝和覆盖边缘破坏的部分。

乳化沥青、粘稠沥青和硅酮之类的材料不能用于封口高出路面的灌缝作业，因为这类材料直接材料类型

接触交通车辆，会产生严重的车辙和磨损。

所希望的性能 美学上的考虑

成本 如果希望填封结构有较长的使用寿命，可考虑选用封口与路面齐平或高出路面呈凸台形的结构。 封口高出路面，呈凸台形的各种结构都会影响路面外形的美观。

不切缝可以减少设备和人工。切缝而且封口高出路面呈凸台形的组合式结构的成本高于只切缝

结构形状选用

大部分填缝作业和某些封缝作业无需切缝。 但封口与路面齐的结构，因为前者用料较多。

表4

5.1.4裂缝再生

用再生系列设备，将旧沥青路面加热至混凝土熔融状态，加入再生剂、一定数量的沥青和骨料，就地拌和成新的沥青混合料，经碾压摊铺形成性能较好的路面。轻便型路面加热器，在裂缝处宽5~10cm范围内，加热数分钟后，约1米长的裂缝出混凝土便可变软，缝深则加热时间长。此时，加入适量热沥青，掺入少量砂子或石屑，就地热拌，使裂缝处自上而下左右两边形成含油量较大的新混合料，找平撒砂养护，这样处理过后的裂缝含油量大，柔软，可吸收各种因素引起的应力，试验证明，这种方法是替代传统灌油缝的好方法。

5.1.5铣刨后重新铺筑面层

铣刨后重新铺筑的方法，也是养护中较为常见的一种。他不仅可针对路面大范围严重的裂缝处置，同时还能对路面车辙、推移、拥包、坑槽及平整度不佳等情况进行综合处置，但由于这种方法相比于上面所述工艺成本高、工艺复杂，因此在采取时应该综合分析路面其他病害后考虑是否可取。

5.2材料选择

材料的选择对于裂缝的修复有着十分重要的意义，如果材料选择不当，处置后的裂缝可能很快就会重新开裂。其性能评价见下表：

材料的种类

特性 乳化 沥青

准备时间短 灌缝施工

∨

简易、快速 养生时间短 粘附力强 粘结力强 抗软化和流动性(养生性)

柔韧性 弹性

抗老化性和抗气候性

抗车辙与 耐磨性 ∨∨

∨

∨ ∨ ∨

∨∨ ∨∨

∨∨ ∨

∨∨ ∨ ∨ ∨ ∨ ∨

∨

∨∨ ∨ ∨ ∨ ∨ ∨

∨∨

∨∨ ∨ ∨∨ ∨∨ ∨∨ ∨ ∨ ∨

∨

∨∨

∨∨

∨∨

∨∨

∨∨

∨ ∨ ∨ ∨∨ ∨∨ ∨∨ ∨∨ ∨

聚合物改性沥

青 ∨

沥青 纤维改性沥稠结

青

沥青 橡胶

橡胶 沥青

低模量橡胶沥

自调平硅酮

青

∨∨

注：表中∨—适用，∨∨—非常适用

表5 各种材料的特性

根据表5可以确定哪一类材料最能满足施工项目的要求。例如，如果要求所使用的材料具有适度的柔韧性，和高的抗车辙性和耐磨性，并能快速施工，则可考虑选用橡胶沥青。如果施工项目要求材料粘附性好、抗磨、施工快速、养生期短，则可考虑选用沥青橡胶或橡胶沥青。 选用材料时，必须考虑材料在现场的实际使用性能。在填封充分，施工质量符合要求的情况下，非活动性裂缝的填缝材料一般能维持1～4年，活动性裂缝的封缝材料，一般能维持2～6年。建议养护计划人员及时掌握各类材料在现场的实际使用性能的信息。

5.3裂缝处治施工

裂缝处治施工按照施工步骤可归纳为以下7步：

⑴交通管制

⑵安全措施

⑶切缝

⑷裂缝的清理与干燥

⑸材料准备与应用

⑹封口成型加工 ⑺保护性覆盖

在以上7个步骤中，裂缝的清理与干燥是最为关键的一步工序，因为裂缝处治失败率高的主要原因是裂缝缝道脏污和/或潮湿所造成的粘附力不足。如今常用的裂缝缝道清理措施主要有常温压缩空气清缝、高温压缩空气清缝、喷砂清缝及钢丝刷清缝等。所采用的设备主要为便携式手动或电动鼓风机和带软管和风枪的高压空气压缩机。

6、小结

对于沥青路面的裂缝，只要能够认真分析产生原因，了解其作用机理，采取有针对性的预防、治理措施，便能够将裂缝的危害降低到最小，保证公路正常的使用性能和寿命。

参考文献：

⑴公路沥青路面养护技术规范 JTJ073.2-2001 ⑵沥青路面裂缝封、填材料与工艺实用手册(美)kelly l.Smith, A.Russell Romine著 陶家朴 寸木 译 ⑶毛成，沥青路面裂纹形成机理及扩展行为研究，2004年，西南交通大学博士学位论文 ⑷吴赣昌、凌天清，半刚性基层温缩裂缝的扩展机理分析，1998年第1期，中国 公路学报

⑸岳福青，杨春风，魏连雨，半刚性基层沥青路面反射裂缝形成扩展机理与防治，2004年第1期，河北工业大学学报 ⑹杨涛.硕士论文.半刚性基层沥青路面反射裂缝的产生机理及其防治措施. 武汉理工大学.2005.1 ⑺沈金安 沥青及沥青混合料路用性能 人民交通出版社

第五篇：沥青混凝土路面裂缝的成因及防治

[摘要] 本文通过对沥青混凝土路面的主要病害之一的裂缝成因的分类分析，结合工作经验，针对各种成因，提出对裂缝防治的一些观点和看法，并对已出现的裂缝病害提出一些处治意见。供同行参考和讨论。

[关键词] 裂缝

成因

防治

处治

一、沥青混凝土路面裂缝的损坏特征

裂缝是沥青混凝土路面的一种常见病害，也是造成沥青混凝土路面早期损坏的一个重要原因。裂缝一经出现，如不及时处治，随着车轮的挤压和气温的变化会造成裂缝边缘材料的不断松散和流失，裂缝处路面水的侵入会造成基层甚至路基的软化，导致路面承载能力下降，加速路面的破坏。

从裂缝引起的原因来说，沥青混凝土路面裂缝大体分为三种类型：一种是荷载型裂缝， 主要由行车荷载引起;另一种是非荷载型裂缝，即以温度裂缝为主的低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝;第三种是沉降裂缝，主要由不均匀沉降引起。

从裂缝的表现形式来说，常见于沥青混凝土路面的裂缝为纵向裂缝、横向裂缝和网状裂缝。

纵向裂缝的方向基本上平行于道路中心线，一般发生在距路边缘不远的车道内。裂缝大致以两种形状出现，一种为直线形，一种为纵向弧形且两端向路堤边缘延伸。

横向裂缝是沥青混凝土路面最常见的一种裂缝形式，也是路面早期损坏现象之一。横向裂缝的方向基本垂直于道路中心线，裂缝间隔不等，数量会逐年增加。缝宽不一，缝长有的贯穿整个路幅，有时仅贯穿部分路幅。半刚性基层沥青路面的横向裂缝绝大部分是反射裂缝。

网状裂缝即通常所称的“龟裂”，是在路面局部范围内，先沿轮迹带出现单条或多条平行纵缝，随即在纵缝间出现横向或斜向连接缝，裂缝纵横交错而形成网状裂缝，缝宽一般为1mm以上，缝距40cm以下。网状裂缝一般会伴有沉陷和唧泥现象出现。

二、沥青混凝土路面裂缝的产生原因

1、从裂缝的性质来分

荷载裂缝：半刚性路面的结构性破坏裂缝，主要是由于行车荷载引起的。在车轮荷载作用下，半刚性基层的底部产生拉应力，当此拉应力大于半刚性基层材料的抗拉强度时，半刚性基层的底部就会很快开裂。在行车荷载的反复作用下，出现于底部的裂缝会逐渐扩

1 展到上部，并使位于路面最上端的沥青混凝土面层也产生裂缝。

荷载裂缝出现的顺序为：底部---上部---表面。

近年来日益严重的超载行为，对此类裂缝的影响呈明显上升趋势。

非荷载裂缝：沥青面层上的非荷载裂缝主要是温度裂缝。在自然条件下的沥青面层，其表面和底部的温度相比，始终存在有温度差，而且沥青面层越厚，此温度差越大。当面层表面产生的温度收缩应力超过面层某一薄弱点处的沥青混合料的抗拉强度时，此处表面将首先开裂;同时，随着沥青表面温度的大幅度变化，白天与夜间温差较大，或者在炎热的夏季，经阳光暴晒后遇骤降瀑雨，路面的表面温度在短时间内会急剧下降，使沥青面层表面产生较大的温度收缩应力，在这种温度应力的反复作用下，会导致沥青混凝土面层的表面疲劳开裂。

在温度应力的作用下，总是沥青面层表面首先出现开裂，反复作用下，表面裂缝开始逐渐向下延伸，直至面层底部。

非荷载裂缝出现的顺序为：表面---底部。

沉降裂缝：主要表现为桥涵两端的横向裂缝和路段上出现的较长的纵向裂缝。其形成的主要原因是填土的固结沉陷和地基的沉陷。

此类裂缝一般为从基层到面层几乎同时出现。

2、从裂缝的形式来分

一般说来，引起纵向裂缝的原因是：

a、路面摊铺时的分幅，前后摊铺幅相接处的冷接缝未按相关规范要求作认真处理，相互间结合不紧密而产生脱开，形成沿纵向接缝而出现裂缝。

b、道路拓宽改造时，新筑路基未作有效沉降处理，与原有老路基之间出现不均匀沉降，形成沿新老路基纵向交界面而出现裂缝。

c、城市道路在分幅调整，原有绿化分隔带改造为车行道时，由于施工面狭窄，导致基层、面层压实度达不到设计要求，产生工后不均匀沉降，形成沿原分隔带纵向边缘而出现裂缝。

对于横向裂缝，引起的主要原因是：

a、路面摊铺时的施工缝未进行有效处理，导致横向接缝不紧密，结合不良而在沿横向施工缝方向出现裂缝。

b、工程使用沥青未达到适合本地区气候条件和使用要求的质量标准，致使使用过程中沥青面层产生的温度收缩应力和温度疲劳应力超过沥青混合料的容许抗拉强度。

2 c、半刚性基层以水泥、石灰等土石料和工业废料为主，成型工艺相对简单，具有明显的技术优势和经济优势，在道路工程中得到普遍采用。但同时由于半刚性基层的热容量较小，与沥青混凝土面层的粘结性能差，如遇水泥剂量控制不当、施工质量控制不严等因素，其本身就容易产生收缩开裂，进而反射至沥青面层。特别是城市道路窨井多、压实难;施工周期短导致养生期不足，极易造成面层摊铺后由基层到面层的反射裂缝，此类裂缝通常以横向裂缝的形式表现。

d、在道路软土地基或高填土路段，由于下卧层处理不到位，回填土压实不足。工后沉降偏大造成与相邻路段的沉降差异，容易在临界处形成路基、路面因剪切拉伸而开裂，以横向裂缝或斜横向裂缝的形式表现出来。

e、与桥梁和涵洞等结构物相接处，是容易出现病害的地点之一。构筑物属于相对刚性的基础，而台后填土部分刚度相对较小，具体表现为工后沉降差较大，常见裂缝和错台现象，即使采用桥头塔板也只是有所缓解变形的突变，在路基本身沉降控制不好的情况下，该裂缝会向塔板端部转移。

网状裂缝的产生，主要是由于路面结构整体强度不足，具体因素为：

a、沥青混合料质量差，拌和时间过长，拌和温度过高，沥青本身的老化导致沥青混合料抗变形能力降低而出现纵横向裂缝。

b、路面结构中含有软弱夹层，导致粒料层松动，水稳定性差，从而形成网状裂缝。 c、由于平整度较差，引起局部沥青结构层厚度不足，水分的侵入导致层间结合较差，局部的结构承载力不足和由于唧泥引起过量局部沉陷，加速网状裂缝的形成。

三、沥青混凝土路面裂缝的防治措施

沥青混凝土路面的裂缝不能彻底消除，但是通过优化设计、加强施工管理，选择合适材料等措施加以预防，将其危害程度降到最低，从而延长沥青混凝土路面的使用寿命。

1、把好原材料的选择关

按照《公路沥青路面施工技术规范》中的相关要求，结合本地区的气候条件和道路等级选用沥青种类，以减少沥青面层的温度裂缝。

保证现场试验数据的完整性和准确性，杜绝弄虚作假。特别是沥青材料、砂石料的试验数据，必须做到抽样合理和数据真实，以保证筑路材料的路用性能。

从低温抗裂性的要求出发，沥青路面在低温时应具有较低的劲度和较大的抗变形能力，且在车辆荷载和其他因素的反复作用下不致疲劳开裂，使用稠度较低及温度敏感性低

3 的沥青，可提高沥青路面的低温抗裂性能。为提高沥青路面的低温抗裂性能，应选用抗老化能力较强的沥青材料，在沥青中掺加橡胶类高分子聚合物，有较明显的效果。

骨料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性好、与沥青粘附性能好的碱性集料。呈酸性集料应添加一定数量的抗剥落剂或石灰粉。同时应尽量降低骨料的含水量。

2、优化设计生产配合比

严格按照“目标配合比”---试验路段---“生产配合比”的程序，针对每一批原材料和使用时的自然、环境条件，优化确定适合工程特点的生产配比。

混合料的级配决定混合料的高温稳定性、低稳抗裂性。路面表面特性和耐久性是相互制约的一对矛盾，优化配合比设计，就是要在各种路用性能之间寻找最佳平衡点，根据当地的气候条件和交通情况具体分析，相互兼顾。

二灰碎石是道路工程中经常采用的一种基层材料，《规范》规定石灰：粉煤灰在1：2~1：4范围，但石灰含量大会造成温度收缩系数增大，基层收缩开裂的可能性增大。相关研究资料表明，综合考虑二灰基层的抗裂性，结合其强度和刚度要求，此比例在1：3左右时比较适宜。

3、严格控制施工工艺

强化施工管理，提高工序控制的科学性。经济发展的速度对基础设施的建设提出了更高的要求，作为基础设施先行的道路工程更是首当其冲，现实生活中，一项建设项目尚未启动，往往已确定了竣工时间。导致各工序间缺乏合理的衔接，施工工艺的基本要求得不到满足，施工质量存在隐患，工程投运之时，便是裂缝出现之机。

沥青混合料的摊铺与压实是关系路面施工质量的重要环节，摊铺质量不好往往伴随着裂缝的发生。面料摊铺过程中，应着重控制摊铺温度，供料速度与前进速度要相协调，防止出现粗料滚动离析。低温碾压容易造成压实度不足导致空隙率增大，路面渗水导致早期破坏。重视并协调沥青路面的平整度与压实度的关系。不能牺牲压实度而偏面追求平整度，应该在确保压实度的前提下尽量争取平整度。

合理施工组织设计，摊铺作业尽可能连续进行，避免冷接缝。不能避免时，上下层的接缝应错开15cm以上，先将已压实的摊铺带边缘切割整齐，清除浮料，用热混合料敷贴、预热软化接缝部位，清除敷贴料，涂刷粘层沥青后摊铺新的沥青混合料，并充分压实接缝部位，能有效预防由于摊铺接缝而产生的路面早期裂缝。

保证基层顶面的粗糙度。改善基层材料级配，保证生产配合比中确定的粗骨料含量，并适度提高大中粒径集料含量。控制最佳含水量，改进碾压方法，避免过振过湿，不能使

4 基层顶面形成灰浆硬壳，不能用细料来进行压实后的找平。

在雨后基层潮湿未干的情况下，不得进行沥青面层的摊铺作业，更不得冒雨进行摊铺。在冬季气温过低的情况下，应停止沥青面层的摊铺。以保证面层与基层的紧密衔接和沥青面层的有效压实。

对于新铺的半刚性基层，随着混合料中水分的减少会产生干缩和干缩应力。在铺筑沥青面层前已存在干缩裂缝的半刚性基层，在面层摊铺后，会继续拉开和扩展，将沥青面层，特别是面层相对较薄处发展成为裂缝。因此，在半刚性基层的干缩接近完成，并对已出现裂缝进行封闭处理后，再进行沥青面层的摊铺，能大大减少使用期间出现的裂缝数量。

4、重视路面排水防水设计

由于道路设计人员与排水设计人员大多非同一人完成，设计周期往往得不到落实，排水工程要依据道路设计成果，而施工顺序却在道路工程前面，实际操作中，排水设计引用的资料常常为道路的中间设计成果，如果缺乏及时有效的沟通，容易造成雨水收集口与道路纵断面设计不匹配，导致道路运行时，路面水得不到迅速排放，而加速裂缝的发展。

在沥青面层的中间或底部，使用合适的防水层，既能有效的防止水毁和减少反射裂缝的产生。目前市场上以非织造玻纤/聚酯纤维制造的路用防裂聚酯玻纤布，通过施工时洒布的粘层油和混合料中的沥青在玻纤布两侧的渗透，给路面提供一个连续、柔性的防水层，防止路面水对基层的破坏，同时能隔离由于基层裂缝对面层的影响，从而提高沥青路面的使用性能和服务年限。

稀浆封层作为一种新技术已经在交通部门得到广泛应用，相对常用的沥青混合料封层而言，它的强度和韧性都比较好，同样适用于道路的上封层和下封层。采用稀浆封层作为沥青混凝土路面的下封层时，即使在施工期间由于临时交通荷载有所损坏，在道路营运期间仍能较好地发挥防水和防止反射裂缝的功效。

5、合理设计路面结构

路面结构设计前，应做好交通量的调查和预测工作，使路面结构组合与整体强度能够满足设计使用期限内的交通荷载要求。上基层应选用水稳定性良好的有粗粒料的水泥、石灰稳定类材料。有条件的可以采用沥青碎石柔性基层。

半刚性基层沥青路面结构的承载能力主要由半刚性材料层(基层和底基层)承担，一味地增加沥青面层的厚度对解决裂缝问题是无益的，只会徒劳地增加沥青面层的温度差而引起早期非荷载裂缝的出现，而且，较厚的沥青面层反而容易导致车辙的产生。按照现代道路“强基薄面”的设计理念，一般道路的沥青路面厚度应控制在12~15cm之间。

5 沥青面层各层应尽量使用空隙率低的密实型沥青混凝土，如目前普遍采用的密实型连续级配的AC沥青混合料。为提高沥青路面的使用性能，可以考虑选用密实型断级配的沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)，既具有良好的不透水性，又有明显的高温抗永久变形能力和抗滑性能;同时改善沥青结合料，采用改性沥青，对提高沥青路面的抗裂缝性能将会有很大的帮助。

6、强调特殊地段的处理

当道路经过软土地基和高填土路段时，应进行必要的沉降计算，并采取针对性措施，如：排水固结法、强夯法、换填法、复合地基法和轻质填料法等，将工后沉降控制在规范容许范围内，减少由于不均匀沉降引起的路面裂缝。

在桥头台后或搭板端部，采用碎砾石回填可以有效降低桥头路基的工后沉降，使桥台刚性与路段柔性间出现一个缓和过渡段，缓和沉降变化率，推迟路面裂缝的开展。

在软土地基和高填土路段，及拓宽改造路段，在进行台阶处理的同时，适当应用“四新”产品，如：土工格栅、土工布等土工合成材料，对控制不均匀沉降将会起到十分明显的作用。特别是在原有水泥混凝土路面上罩铺沥青混凝土路面时，更应重视。

城市道路管线沟槽回填时，可参照拓宽改造或绿化带改造的处理方法，尽可能采用石灰土回填，当基层完成后实施反开挖沟槽时，回填时宜采用素混凝土，并在沟侧铺设土工合成材料，使前后实施的基层之间取得变形的协调。

7、加强打击超载超限车辆的力度

随着我国经济的迅速发展，道路上行驶的货车数量直线上升。缺乏统一的车辆模式，加之某些部门的自身利益，车辆超载现象日益严重，远远大于道路设计预期的交通量，过度的超载运行，路面荷载裂缝过早出现，使道路实际服务年限大打折扣。严厉打击此类违法现象，回归道路的正常使用，是当前刻不容缓的任务之一。

四、沥青混凝土路面裂缝的处治方法

众所周知，在目前的施工条件下，沥青混凝土路面出现裂缝是不可避免的，只是数量的多少、发展的程度以及出现的时间等等。要延长道路的使用年限，提高道路的服务效率，除了加强日常的养护维修之外，对已经出现的裂缝，应及时予以处理，防止水分等有害物质的侵入，限制裂缝的开展。

维修处理沥青路面裂缝，应根据裂缝的宽度和深度，选择合适的材料，确定具体的施工工艺。

1、纵向裂缝一般出现在高填方路段，如不及时彻底处治将严重危及路基的稳定，给道路行车带来安全隐患。可采用水泥压浆方法处理，用325号普通硅酸盐水泥，用量350kg/立方米，加压1.5Mpa。实施前用环氧砂浆封堵裂缝表面，沿缝15m左右插入注浆管，单方向依次注浆到相邻管口溢浆结束。

2、对于横向微细裂缝(2~5mm)可用乳化沥青进行灌缝处理;对于大于5mm的粗裂缝，可用改性沥青(如SBS改性沥青)进行灌缝处理。灌缝前，必须清除缝内、缝边的碎料和垃圾等杂物，并保证缝内干燥，灌缝完成后，表面洒布粗砂或石屑。

3、条件许可时，可采用目前还依赖进口的专用于路面裂缝密封胶进行裂缝处治。其在高温状态下，具有良好的流动性和粘结力，能够同沥青混合料融合为一体;在常温和低温状态下，仍具有较好的弹性，在使用时可随着裂缝的缩胀而变形，对原有裂缝有稳定的封闭作用，对路面的进一步损坏有积极的限制效果。

4、对于比较严重的网状裂缝，当采用灌缝方法已难以进行有效处理时，应作局部范围的翻修，当损坏已影响到基层时，必须连同基层一并实施。可在翻修范围内的基层顶面加铺防裂玻纤布，并做好与周围面层的搭接处理，以在新老结构交界处形成有效的防裂防水层。

总的说来，要有效地避免和减少沥青路面裂缝问题，建设各方均要引起足够的重视。重点要加强项目前期的调研和设计优化，以及实施各阶段的质量控制。尊重客观规律，讲究科学管理，对项目初步设计的评审和施工招标的评审必须予以足够的重视。

主要参考文献：

《公路沥青路面施工技术规范》

《半刚性路面材料结构与性能》

沙爱民 《高等级公路路面结构设计方法》

武和平 《沥青路面结构行为理论》

孙立军